CN115589060A - 一种站用直流系统备用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变电站直流系统应急保障技术领域,具体涉及一种站用直流系统备用装置;包括现场绝缘监测装置、通信网络模块、DC/DC升压限流模块、单向导流二极管、切换装置、蓄电池及充放电管理系统,蓄电池及充放电管理系统包括传感器输入接口单元、信号采集处理与保存单元;现场监测装置的电流、电压信号采集处理与保存,运用现代数据管理技术,结合信息传输技术,实现对对在线应急备用直流系统做出正确投退操作;本发明可以实时监测蓄电池组电压、电流,及时准确的了解蓄电池组电源系统的工作状态,避免因不能及时发现电池系统故障导致变电站发生保护拒动造成的损失;在原直流系统正常时,通过DC/DC模块能对备用蓄电池组进行放电。

Description

一种站用直流系统备用装置
技术领域
本发明属于变电站直流系统应急保障技术领域,具体涉及一种站用直流系统备用装置。
背景技术
直流系统作为变电站中的保护电源,主要为继电保护装置、控制、操作以及直流事故照明负荷等提供电源,是变电站中电力系统控制、保护的动力来源;近年来,蓄电池仅运行1~2年就出现容量不足,或运行4~5年即出现断格的现象时有发生,甚至造成变电站全停事故,给电网安全稳定运行带来极大危害。另一方面,省网公司变电站数量多,直流运维力量相对薄弱,难以做到维护全面到位。运维不当也会引起蓄电池性能衰减加速、使用寿命降低。110kV及以下电压等级变电站直流电源系统典型设计为单套配置(即一组蓄电池、一套充电装置)。当电网发生故障、交流电源失去后,充电装置闭锁,若同时蓄电池故障,会造成保护、开关拒动、通讯中断等导致事故范围扩大。
通过调查统计,发现110kV变电站直流电源屏故障率较高,严重影响到变电站的安全运行。产生此问题的主要原因在于:蓄电池组长期工作在浮充电过程中,蓄电池组内部个别单元出现“似断非断”的“虚断”现象,但此时浮充电电流较小,没有将此电池单元完全熔断,蓄电池组监控系统不易发现此现象。此时,如遇交流配电单元停电,需蓄电池组提供直流电源时,因蓄电池组需较大的工作电流,此大电流马上将“虚断”的电池单元熔断,造成蓄电池组内部断格,整个蓄电池组不能提供正常直流工作电源,进而导致保护装置及开关直流操作回路不能正常跳闸,严重影响到变电站的安全正常运行。
为切实提高站用直流电源系统运行的可靠性,需对变电站直流系统加装应急保障系统,应急保障系统应尽量减少成本,采用高可靠直流电源系统替代,以满足现场工作要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种站用直流系统备用装置,在电池组容量骤降、母线失压后直流电源自动续航,可无缝连接到失压母线,提高站用直流电源系统运行的可靠性。
本发明的目的是这样实现的:一种站用直流系统备用装置,它包括现场绝缘监测装置、通信网络模块、DC/DC升压限流模块、单向导流二极管、切换装置、蓄电池及充放电管理系统,蓄电池及充放电管理系统包括传感器输入接口单元、信号采集处理与保存单元;现场监测装置的电流、电压信号采集处理与保存,对采集数字信号进行滤波处理和多传感器监测信息融合后得到两组直流系统的正常运行和异常运行特征信息,然后通过网络模块传送到上位机由软件通过实时监测数据的处理、分析与综合判断,运用现代数据管理技术,结合信息传输技术,实现对对在线应急备用直流系统做出正确投退操作。
所述站用直流系统备用装置具备备投原直流系统的功能,不改变原直流系统的母线及馈线接线方式,两套直流系统各自独立运行、监测、管理,容量不足、母线电压降低危及系统安全运行时无缝投切,不产生环流对蓄电池造成伤害。
所述站用直流系统备用装置备用蓄电池组具备一定的续航能力,选用容量及电压均为原工作电源的二分之一,取100AH、2Ⅴ、54节普通阀控铅酸蓄电池组。
所述站用直流系统备用装置组成有AC/DC高频电源、监控、绝缘监察、蓄电池组和单向DC/DC升压模块。
所述站用直流系统备用装置投入后不产生直流环流,单向DC/DC模块选用电压差启动且使用电子二极管起到单向导流作用。
所述DC/DC模块具有升压、限流、可调整对备用蓄电池组进行小电流放电功能。
所述站用直流系统备用装置检测与监控通讯信息传输安全可靠,数据分析共享,备用系统启动报警并显示续航周期。
所述DC/DC升压限流模块采用DC/DC单向装换技术,额定电流大于20A,110V升压到220V、瞬时电流大于200A,控制电流0-20A可调。
本发明的有益效果:本发明的一种站用直流系统备用装置包括现场绝缘监测装置、通信网络模块、DC/DC升压限流模块、单向导流二极管、切换装置、蓄电池及充放电管理系统,蓄电池及充放电管理系统包括传感器输入接口单元、信号采集处理与保存单元;现场监测装置的电流、电压信号采集处理与保存,对采集数字信号进行滤波处理和多传感器监测信息融合后得到两组直流系统的正常运行和异常运行特征信息,然后通过网络模块传送到上位机由软件通过实时监测数据的处理、分析与综合判断,运用现代数据管理技术,结合信息传输技术,实现对对在线应急备用直流系统做出正确投退操作;本发明实现了110kV及以下电压等级电力系统直流蓄电池组发生故障,直流母线失压后,利用应急备用直流系统对直流设备提供不间断供电,保障直流设备的正常运行;可以实时监测蓄电池组电压、电流,及时准确的了解蓄电池组电源系统的工作状态,避免因不能及时发现电池系统故障导致变电站发生保护拒动造成的损失;在原直流系统正常时,通过DC/DC模块能对备用蓄电池组进行放电;本发明设计合理,使用效果好,在保证可靠性的基础上,可有效降低生产成本。
附图说明
图1为本发明一种站用直流系统备用装置电气接线的示意图。
图2为本发明一种站用直流系统备用装置与备用应急蓄电池的连接的示意图。
图3为本发明一种站用直流系统备用装置ACDC充电模块充电工作的示意图。
图4为本发明一种站用直流系统备用装置正常工作时对备用应急蓄电池的充电的示意图。
图5为本发明一种站用直流系统备用装置原直流系统正常工作时对备用应急蓄电池维护的放电回路的示意图。
图6为本发明一种站用直流系统备用装置原直流系统失效母线失压应急装置续流续航通流的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
一种站用直流系统备用装置,它包括现场绝缘监测装置、通信网络模块、DC/DC升压限流模块、单向导流二极管、切换装置、蓄电池及充放电管理系统,蓄电池及充放电管理系统包括传感器输入接口单元、信号采集处理与保存单元;现场监测装置的电流、电压信号采集处理与保存,对采集数字信号进行滤波处理和多传感器监测信息融合后得到两组直流系统的正常运行和异常运行特征信息,然后通过网络模块传送到上位机由软件通过实时监测数据的处理、分析与综合判断,运用现代数据管理技术,结合信息传输技术,实现对对在线应急备用直流系统做出正确投退操作。
所述站用直流系统备用装置具备备投原直流系统的功能,不改变原直流系统的母线及馈线接线方式,两套直流系统各自独立运行、监测、管理,容量不足、母线电压降低危及系统安全运行时无缝投切,不产生环流对蓄电池造成伤害。
所述站用直流系统备用装置备用蓄电池组具备一定的续航能力,选用容量及电压均为原工作电源的二分之一,取100AH、2Ⅴ、54节普通阀控铅酸蓄电池组。
所述站用直流系统备用装置组成有AC/DC高频电源、监控、绝缘监察、蓄电池组和单向DC/DC升压模块。
所述站用直流系统备用装置投入后不产生直流环流,单向DC/DC模块选用电压差启动且使用电子二极管起到单向导流作用。
所述DC/DC模块具有升压、限流、可调整对备用蓄电池组进行小电流放电功能。
所述站用直流系统备用装置检测与监控通讯信息传输安全可靠,数据分析共享,备用系统启动报警并显示续航周期。
所述DC/DC升压限流模块采用DC/DC单向装换技术,额定电流大于20A,110V升压到220V、瞬时电流大于200A,控制电流0-20A可调。
新增直流电源主要包含:如图2所示,交流配电单元B、ACDC充电模块、单向隔离DCDC模块、蓄电池组E2(110V100Ah)和监控六部分。主要功能如下:
1、ACDC充电模块:采用有源功率因数校正和LLC谐振软开关技术专为电力操作电源开发的开关型整流模块,可单台或多台并联运行向直流负荷供电,并同时对电池组充电,满足电力操作电源对整流器的要求。充电模块采用智能化控制高频开关原理,将交流电源转为直流电源供给新增蓄电池组充电;见图3所示。
(a)稳压限流运行功能:整流模块能以设定的电压值或限流值长期对电池组充电并带负载运行。当输出电流大于限流值时模块自动进入稳流运行状态,输出电流小于限流值时模块自动进入稳压运行状态。
(b)并机功能:多台同型号的整流模块可以并联运行并自动均流。其中某台故障时自动退出,不影响其它整流模块正常运行。
(c)热插拔功能:正在机架上并联工作的多台整流模块,不停电状态下可以任意插拔其中一台模块使其接入系统或脱离系统而不影响其他模块的正常工作。
(d)散热方式:强迫风冷。独立风道,提高了可靠性和改善了工作环境;
(e)完善的保护和报警功能:输入保护、过流保护、短路保护、过温保护。
2、如图4所示,通过电子二极管隔离DCDC模块:DCDC功率单元采用隔离型直流斩波技术,上位机控制器通过对DC/DC功率单元主功率开关管单独用作升压回路(对电池来讲,为放电过程),对充电回路电流闭环控制,电流霍尔采样精度高,具有完善的保护和报警功能:输入保护、过流保护、短路保护、过温保护。
3、蓄电池组(110V100Ah):将电能(化学能)以化学能(电能)储存(释放);
4、监控:作为直流系统电源的控制、管理核心---直流系统监控装置,就是为了满足电力系统对直流电源的这种要求,代替人对直流电源系统进行维护和管理,监控装置采用TCM作为内核,主电路以CPU为核心,扩展了各级存储器,包括SDRAM、SPIFLASH以分别存储各种数据。此外,为了提高监控装置的可靠性,还设计了硬件看门狗电路。另外在主板上扩展了串口、开出、有源开入、以太网接口,实现与多个各级智能设备的连接和数据存取。为了实现人机对话,扩展了I/O接口,以连接触摸屏LCD模块和输出告警继电器。
电池管理是监控装置的核心功能,采用二级监控模式,对电池组的端电压、充放电电流、电池环境温度及其它参数作实时在线监测。可准确地根据电池的充放电情况估算电池容量的变化,还能按用户事先设置的条件自动转入限流均充状态,并通过控制充电电压和电流来完成电池的正常均充过程。另外可自动完成电池的定时均充维护,均/浮充电压温度补偿等工作,实现全智能化,不需要人工干预。
本发明装置的运行策略如下:
1、当交流电源正常时,新增电源系统电源经过ACDC和DCDC给蓄电池组补电,将蓄电池充满电,ACDC停机,DCDC进入放电待机状态。
2、当系统交流电源失电,先有原蓄电池组供电DC220给直流负荷供电(见图5),同时新增监控实时通过原直流源系统监控收集电池数据并分析,当原蓄电池运行状态(告警)或DOD(允许出能力)偏低,电力电子开关闭合,再由新增的蓄电池组通过DCDC与原蓄电池组并列运行共同给直流负荷供电或由新增蓄电池组单独给直流负荷供电,实现整个系统增容和提高直流系统的可靠性。如图6所示(IB=I+IE2)。
本发明的一种站用直流系统备用装置包括现场绝缘监测装置、通信网络模块、DC/DC升压限流模块、单向导流二极管、切换装置、蓄电池及充放电管理系统,蓄电池及充放电管理系统包括传感器输入接口单元、信号采集处理与保存单元;现场监测装置的电流、电压信号采集处理与保存,对采集数字信号进行滤波处理和多传感器监测信息融合后得到两组直流系统的正常运行和异常运行特征信息,然后通过网络模块传送到上位机由软件通过实时监测数据的处理、分析与综合判断,运用现代数据管理技术,结合信息传输技术,实现对对在线应急备用直流系统做出正确投退操作;本发明实现了110kV及以下电压等级电力系统直流蓄电池组发生故障,直流母线失压后,利用应急备用直流系统对直流设备提供不间断供电,保障直流设备的正常运行;可以实时监测蓄电池组电压、电流,及时准确的了解蓄电池组电源系统的工作状态,避免因不能及时发现电池系统故障导致变电站发生保护拒动造成的损失;在原直流系统正常时,通过DC/DC模块能对备用蓄电池组进行放电;本发明设计合理,使用效果好,在保证可靠性的基础上,可有效降低生产成本。

Claims (8)

1.一种站用直流系统备用装置,其特征在于:它包括现场绝缘监测装置、通信网络模块、DC/DC升压限流模块、单向导流二极管、切换装置、蓄电池及充放电管理系统,蓄电池及充放电管理系统包括传感器输入接口单元、信号采集处理与保存单元;现场监测装置的电流、电压信号采集处理与保存,对采集数字信号进行滤波处理和多传感器监测信息融合后得到两组直流系统的正常运行和异常运行特征信息,然后通过网络模块传送到上位机由软件通过实时监测数据的处理、分析与综合判断,运用现代数据管理技术,结合信息传输技术,实现对对在线应急备用直流系统做出正确投退操作。
2.如权利要求1所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述站用直流系统备用装置具备备投原直流系统的功能,不改变原直流系统的母线及馈线接线方式,两套直流系统各自独立运行、监测、管理,容量不足、母线电压降低危及系统安全运行时无缝投切,不产生环流对蓄电池造成伤害。
3.如权利要求1所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述站用直流系统备用装置备用蓄电池组具备一定的续航能力,选用容量及电压均为原工作电源的二分之一,取100AH、2Ⅴ、54节普通阀控铅酸蓄电池组。
4.如权利要求1所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述站用直流系统备用装置组成有AC/DC高频电源、监控、绝缘监察、蓄电池组和单向DC/DC升压模块。
5.如权利要求1所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述站用直流系统备用装置投入后不产生直流环流,单向DC/DC模块选用电压差启动且使用电子二极管起到单向导流作用。
6.如权利要求5所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述DC/DC模块具有升压、限流、可调整对备用蓄电池组进行小电流放电功能。
7.如权利要求1所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述站用直流系统备用装置检测与监控通讯信息传输安全可靠,数据分析共享,备用系统启动报警并显示续航周期。
8.如权利要求1所述的一种站用直流系统备用装置,其特征在于:所述DC/DC升压限流模块采用DC/DC单向装换技术,额定电流大于20A,110V升压到220V、瞬时电流大于200A,控制电流0-20A可调。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116683060A (zh) * 2023-08-01 2023-09-01 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 蓄电池组维护方法、装置、终端设备及存储介质
CN116683060B (zh) * 2023-08-01 2024-02-02 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 蓄电池组维护方法、装置、终端设备及存储介质

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